申请日2007.06.12
公开(公告)日2007.11.07
IPC分类号C02F11/00; C02F11/06
摘要
本发明公开了一种利用超临界水氧化技术处理含油污泥的方法，该方法主要利用超临界水对有机物和氧气都是极好的溶剂，因此含油污泥中的有机物可以在富氧的均一相中进行氧化反应，最终生成的固相产物为无毒的无机物，气相、液相产物为可以直接排放入环境的物质，另外高温条件下反应速度非常快，因此该方法是一种操作简单、反应彻底且非常有效的处理含油污泥的方法。
权利要求书
1、一种利用超临界水氧化技术处理含油污泥的方法，具体步骤如下：
(1)将一定量的含油污泥放入反应釜中，并在反应釜中加入一定量的水;
(2)设定反应釜的温度及压力，其中温度为：350℃～550℃，压力为水的临界压力：22MPa～30MPa;
(3)加热达到反应温度后注入氧化剂;
(4)反应0.5min～15min;
(5)反应后进行气、液、固三相分离。
2、按照权利要求1所述利用超临界水氧化技术处理含油污泥的方法，其特征在于：所述加入水的量根据马丁-候方程来计算。
3、按照权利要求1所述利用超临界水氧化技术处理含油污泥的方法，其特征在于：所述反应温度为380℃～500℃。
4、按照权利要求1所述利用超临界水氧化技术处理含油污泥的方法，其特征在于：所述氧化剂为氧气(O2)、空气、过氧化氢(H2O2)或臭氧(O3)中的一种。
5、按照权利要求1所述利用超临界水氧化技术处理含油污泥的方法，其特征在于：所述氧化剂的量为理论需氧量的1～10倍。
6、按照权利要求5所述利用超临界水氧化技术处理含油污泥的方法，其特征在于：所述氧化剂的量为理论需氧量的3～6倍。
说明书
利用超临界水氧化技术处理含油污泥的方法
技术领域：
本发明涉及一种污泥的处理方法，更具体地说利用超临界水的性质处理污泥的方法，适合处理各种污泥，特别是含油污泥。
背景技术：
世界各地的油田及以油品作为原料或最终产物为油品的单位，都担负着处理大量油罐底泥的任务。油品储罐在储存油品特别是原油时，在长时间的存放过程中，原油中的少量机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐以及石蜡和沥青质等重油性组分会因比重差而自然沉降，积累在油罐底部，形成又黑又稠的胶状物质层，在间隔3～6年(中石化集团公司规定)的定期油罐清洗时，必须将它清出罐外，产生油罐底泥，其数量一般为该储罐容量的1%以上，也有报道为2.2%的。
油罐底泥中富含有机物，成分十分复杂不能直接排放。随着环保法规的健全完善和公众对危险废物影响人体健康与生存环境的日益关注，迫使有关企业必须采取有效和环保的措施处理油罐底泥。油罐底泥中大量重油性物质与泥沙及水形成胶状物，处理难度大，一直是困扰石化行业的环保难题。
发明内容：
为了克服背景技术中的不足，本发明提供一种便于操作的含油污泥处理方法，经过该方法处理后，成分复杂的含油污泥分解成环保、无毒的组分，可直接排放入环境。
本发明的含油污泥处理方法的具体步骤如下：
(2)将一定量的含油污泥放入反应釜中，并在反应釜中加入一定量的水;
(2)设定反应釜的温度及压力，其中温度为：350℃～550℃，压力为水的临界压力：22MPa～30MPa;
(3)加热达到反应温度后注入氧化剂;
(4)反应0.5min～15min;
(5)反应后进行气、液、固三相分离。
所述加入水的量根据马丁-候方程来计算：
其中，温度函数的普遍形式为：
Fk(T)=Ak+BkT+Ckexp(-5T/Tc)+Dk/T
(k=2，3，4，5，6，7，8，9)
A、B、C、D方程常数;k方程项指数;P压力，MPa;R气体常数，J/(mol·K);T温度，K;V体积，m3/mol。
计算方法可参照文献《化学工程》2002年第30卷第6期第50～55页“发展马丁-候方程作为水的专用方程”。
所述反应温度优选为：380℃～500℃。
所述氧化剂为氧气(O2)、空气、过氧化氢(H2O2)或臭氧(O3)中的一种。
所述氧化剂的量为理论需氧量的1～10倍。其中优选为3～6倍。
超临界水氧化技术处理含油污泥的主要原理是利用水在超临界状态条件下，含油污泥与氧化剂可以发生自由基氧化反应。在超临界状态下，由于超临界水对有机物和氧气都是极好的溶剂，因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，反应不会因相间转移而受限制。同时高的反应温度也使反应速度加快，可以在几秒钟内对有机物达到很高的破坏效率，而且反应完全彻底，反应后产生的气体(在超临界状态下没有液相及气相之分)由相应的阀门排出，进入气液分离装置，分离出气相和液相，固相直接留在反应釜中。其中污泥中的有机碳转化成二氧化碳(CO2)，氢转化成水(H2O)，氯转化成氯离子的金属盐，硫和磷分别转化成硫酸盐和磷酸盐，而氮则转化成氮气(N2)或氧化二氮(N2O)。
本发明具有如下有益效果：本发明中含油污泥不必经过机械处理可直接放入反应釜中，省去了现有处理含油污泥必须经过机械脱水，或干燥脱水等耗时、耗力的步骤;
本发明对含油污泥的含水率、含油率没有限制，本发明处理的含油污泥含油率可从2%-100%;
含油污泥送入超临界水氧化装置进行氧化反应，反应完后，进行气、液、固三相分离，分离出的固相成分由原来的内含许多有机物全部转变为无机物，即不含水也不含油，所以可以直接排放入环境;液相成分的COD值低于50mg/L，含少量的CH3COOH，根据GB 8978-1996《污水综合排放标准》，液相可直接排放;气相成分主要为N2、CO2和O2，还有微量的CO，根据GB 16297-1996《大气污染物综合排放标准》可以直接排放，对环境没有污染。
虽然不同地区或不同成分储罐的含油污泥组成不同，但经超临界水氧化处理后，生成的最终产物组成是相同的，所以此方法适于处理各个地区的各种含油污泥。
